Actividad nº 6 : Trabajo de simulación en computadora : Electrólisis

Objetivos : establecer relaciones cuantitativas entre la carga que circula a través de una solución y la cantidad de sustancia transformada.

Observaciones y mediciones :

Simulando las condiciones de presión y temperatura en el laboratorio. Se realizan dos electrólisis de una solución de Hidróxido de Sodio 1N, para luego promediar los valores obtenidos.

2e- + 2H2O H2 + 2OH

4 OH O2 + 2 H2O + 4e-

F

C = A x s F = coulom moles depositados =

96500 e- intercambiados

P x V

nº de moles =

R x T

Voltámetro de Hoffman

Cátodo Anodo

Primera electrólisis :

Desnivel en el ánodo (C-A ) Desnivel en el cátodo (B - C)

25

50

26

51

Cantidad de corriente = 2.9 A

Tiempo = %136.78 s

Desnivel en el cátodo (B-A) = 59.33 cm

Desnivel en el ánodo (C-A) = 39.06 cm

Cátodo :

1.012 atm x 0.05027 dm

nº = = 2.07 x 10 -3 mol de H2

0.082 atm x dm x 300.1 K

K x mol

P H2 = P columna de agua ( B - A )+ P atmosférica - P de V 27 ºC

P H2 = 0.058 atm + 0.989 atm - 0.035 atm

P H2 = 1.012 atm

1 atm ---------- 1030 cm 26.74 mm Hg -------- x= 0.035 atm

0.058 atm = x ---- 59.33 cm 760 mm Hg -------- 1atm

c = 2.9 x 136.78 F = 396.66 c =4.11 x 10-3

c = 396.66 c 96487 c

F

mol depositados =

e- intercambiados

mol depositados = 4.11 x 10 -3 = 2.06 x 10 -3 mol de H2

2

Anodo :

0.992 atm x 0.26 dm

nº = = 1.05 x 10 -3 mol de O2

0.082 atm x dm x 300.1 K

K x mol

P O2 = P columna de agua ( C-A ) + P atmosférica - P de V 27 ºC

P O2 = 0.038 atm + 0.989 atm - 0.035 atm = 0.092 atm

1 atm -------- 1030 cm

0.038 atm = x --- 39.06 cm

F

mol depositados =

e- intercambiados

mol depositados = 4.11 x 10-3 =1.03 x 10 -3 mol de O2

4

Segunda electrólisis :

Desnivel en el ánodo (C - A) Desnivel en el cátodo (B - A)

26 49

50

27 51

Cantidad de corriente = 2.9 A

Tiempo = %136.96 s

Desnivel en el cátodo (B-A) = 60.04 cm

Desnivel en el ánodo (C-A) = 36.19 cm

Cátodo :

1.012 atm x 0.04985 dm

nº = = 2.05 x 10 -3 mol de H2

0.082 atm x dm x 300.1 K

K x mol

P H2 = P columna de agua ( B - A )+ P atmosférica - P de V 27 ºC

P H2 = 0.058 atm + 0.989 atm - 0.035 atm

P H2 = 1.012 atm

1 atm ---------- 1030 cm 26.74 mm Hg -------- x= 0.035 atm

0.058 atm = x ---- 60.04 cm 760 mm Hg -------- 1atm

c = 2.9 x 136.96 F = 397.18 c = 4.12 x 10-3

c = 397.18 c 96487 c

F

mol depositados =

e- intercambiados

mol depositados = 4.12 x 10 -3 = 2.06 x 10 -3 mol de H2

2

Anodo :

0.989 atm x 0.26 dm

nº = = 1.05 x 10 -3 mol de O2

0.082 atm x dm x 300.1 K

K x mol

P O2 = P columna de agua ( C-A ) + P atmosférica - P de V 27 ºC

P O2 = 0.035 atm + 0.989 atm - 0.035 atm = 0.989 atm

1 atm -------- 1030 cm

0.035 atm = x --- 36.19 cm

F

mol depositados =

e- intercambiados

mol depositados = 4.11 x 10-3 =1.03 x 10 -3 mol de O2

4

Cátodo :

% mol de H2 calculados % mol de H2 calculados

según Leyes de Faraday = 2.06 x 10-3 mol según la ec. gral. = 2.06 x 10-3 mol

del estado gaseosos

Anodo :

% mol de O2 calculados %mol de O2 calculados

según Leyes de Faraday = 1.03 x 10-3 según la ec. gral. . = 1.05 x 10-3 mol

del estado gaseoso

Conclusión :

Se comprobó la Ley de Faraday : durante el paso de un mol de electrones ( 96487 culombio) a través de un célula electrolítica se produce en cada electrodo un peso equivalente de una sustancia.

La diferencia entre la cantidad de moles calculados según las Leyes de Faraday y los calculados según la ecuación general del estado gaseoso se debe a que la intensidad e corriente que circula no es constante, sino que sufre pequeñas oscilaciones que alteran el rendimiento de la electrólisis.